Gli scarti dell’industria cartiera

La norma UNI 7706 definisce la carta come “materiale in nastro o foglio costituito di fibre,

con o senza l’aggiunta di altri componenti, fabbricato, secondo i processi tradizionali, a partire da un impasto cartario per eliminazione dell’acqua attraverso le maglie di una tela e successivo essiccamento. In alcuni processi di fabbricazione in fase di sviluppo l’acqua come mezzo disperdente è sostituita da aria o altri fluidi. Le fibre dell’impasto sono perlopiù di origine vegetale, naturale o artificiale, ma possono anche essere di origine minerale, animale o sintetica o una miscela di queste”.

La produzione di carta necessita, in base al suo uso finale, di un’attenta e mirata scelta della materia prima fibrosa, in quanto quest’ultima determina le caratteristiche

ottiche, meccaniche e chimiche del prodotto finale. La quasi totalità delle fibre usate nell’industria cartaria proviene dal mondo vegetale. Il legname utilizzato per produrre paste cartarie è composto quasi esclusivamente da legname di recupero o legname proveniente da apposite piantagioni.

I principali riferimenti normativi in ambito europeo relativi alla problematica rifiuti sono: • Direttiva 2006/12/ CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 5/4/2006

relativa ai Rifiuti;

• Decisione 2000/532/CE, nuovo Catalogo Europeo dei Rifiuti (in sostituzione della Decisone 94/3/CE);

• VI Piano d'azione per l'ambiente - decisione europea 1600/2002/CE (2001-2010);

• Strategia Europea sulla prevenzione e riciclaggio dei rifiuti (21/12/05).

Per quanto riguarda i rifiuti prodotti nel settore delle cartiere, i documenti a cui fare riferimento sono uno di tipo settoriale, ovvero il BRef “Pulp & Paper manufacture”, ed uno di tipo orizzontale, il BRef sul trattamento dei rifiuti. Il consumo pro-capite annuo di carta è pari a circa 200 kg/abitante in Europa Occidentale e a 20 kg/abitante in Europa Orientale.

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Dal punto di vista della produzione l’Europa gioca un ruolo fondamentale: con circa 75 milioni di tonnellate all’anno, il vecchio continente copre circa 1/4 della produzione mondiale che ha come leader l’America del Nord.

L’industria cartaria italiana è la quinta in Europa e nona nel mondo per volume di produzione, andando così a coprire il 9% della produzione dei paesi CEPI (Confederazione Europea dell’Industria Cartaria). Per l’industria della carta i consumi sono l’aspetto ambientale più critico dell’intero processo. Il settore è infatti caratterizzato da un intenso utilizzo di acqua e di energia. Proprio per i notevoli costi delle materie prime, l’industria ottimizza le risorse acqua ed energia, basilari per il processo.

L’acqua, assieme alla cellulosa è l’elemento imprescindibile della produzione dell’industria cartaria, infatti ogni cartiera vige una regola: più acqua si immette nel sistema, più aumenta l’investimento necessario per gli impianti di depurazione (spesa proporzionale ai volumi da trattare), più crescono i costi di esercizio e i relativi consumi di energia. Per questo, si adotta la razionalizzazione dei consumi dell’acqua con un notevole attenzione al riciclo delle acque impiegando la cosiddetta “chiusura dei cicli”, riducendo il consumo specifico di acqua, che può assumersi, per tonnellata di carta prodotta, intorno a 40-50 metri cubi. Tale valore medio in realtà varia in genere tra 5 e 100 mc di acqua per tonnellata di carta prodotta. Bisogna tenere presente però alcune problematiche legate alla chiusura del ciclo: una maggiore corrosione delle attrezzature e, in generale, alla perdita di qualità del prodotto, aumento della concentrazione di sostanze inquinanti nelle acque di scarico e nei fanghi di depurazione. Non è detto quindi, che in un’ottica di salvaguardia ambientale, la riduzione dell’impiego di risorse idriche sia la soluzione preferibile.

Il processo di fabbricazione della carta richiede anche importanti quantità di energia, sia in termini di energia elettrica necessaria per il funzionamento, sia in termini di vapore indispensabile per la deumidificazione della carta, nonché per il recupero di fibra a partire dal macero dove sono richiesti quantitativi ingenti di energia elettrica e termica.

L’industria cartaria rientra quindi nella categoria delle produzioni “energy intensive”

ed è soggetta alla Direttiva 2003/87/CE, “Direttiva Emissions Trading”. Dall’inizio degli anni ‘70 ad oggi il consumo specifico di energia in Europa è calato mediamente del 40%. Ciò grazie alla produzione combinata di elettricità e di calore (cogenerazione). Nell’impianto di cogenerazione, oltre alla produzione di energia elettrica, viene prodotto vapore; questo è inviato all’impianto dove cede il proprio calore di condensazione; dal ciclo produttivo la condensa torna quindi all’impianto cogenerativo, tipicamente in fase liquida a bassa

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temperatura e pressione atmosferica. Anche gli impianti di cogenerazione però, sono fonti di emissioni inquinanti derivanti dalla combustione di combustibili fossili. Le moderne tecnologie utilizzate per il contenimento e l’abbattimento, in particolar modo se si utilizza metano quale combustibile, consentono di ridurre a valori di circa il 50% inferiori rispetto alla produzione separata di energia termica ed elettrica a parità di energia fornita all’utenza. Inoltre il risparmio di energia primaria (combustibile) che si ottiene con la generazione combinata consente di ridurre l’immissione di CO2 in atmosfera di oltre il 40% a parità di energia fornita alle utenze.

Le emissioni in atmosfera del settore cartario derivano specialmente dalla produzione di energia termoelettrica necessaria al processo. La sostituzione, che sta avvenendo in tutta Europa, dell’olio combustibile con il gas naturale consente di eliminare le emissioni in atmosfera di SOx e di limitare gli inquinanti ai soli CO, NOx e particolato.

Il principale rifiuto generato dalla produzione della carta si presenta sotto forma di fanghi di due tipologie:

• Fanghi raccolti al depuratore (che può essere sia chimico-fisico che biologico);

• Fanghi generati dalle attività di recupero dei maceri.

E’ da sottolineare che il processo produttivo della carta vero e proprio, non produce sostanzialmente scarti: normalmente gli scarti di lavorazione, possono essere direttamente riutilizzati all’interno del processo produttivo. Solo per alcune particolari tipologie di carte non si possono avere riciclati e per tanto bisogna adottare attività di recupero alternative. In una cartiera, di norma, esistono due fasi nella gestione dei rifiuti prodotti: una prima fase

avviene in reparto, la seconda in una zona speciale (area stoccaggio rifiuti), che fa da riferimento per la registrazione di carico e scarico.

Il rifiuto viene classificato secondo le norme del codice CER, raccolto secondo la logica della raccolta differenziata in contenitori idonei e ben evidenziati con colore specifico e cartelli che indicano la tipologia di rifiuto da inserire. In ultimo, i rifiuti vengono inviati alla fase finale che può significare smaltimento o recupero. In particolare i fanghi di cartiera, che rappresentano i volumi maggiori di rifiuti prodotti, possono essere termovalorizzati, recuperando energia elettrica che può essere ceduta alla rete nazionale o utilizzata all’interno dello stabilimento, oppure possono essere inviati a destinatari esterni come recuperatori o discariche.

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Le migliori tecnologie disponibili per la riduzione della produzione dei rifiuti di cartiera derivano dal riutilizzo e del recupero degli scarti di produzione all’interno dello stesso ciclo produttivo e dalla riduzione di volume dei fanghi di depurazione, attraverso processi di pressatura e disidratazione:

• Controllo in continuo dei parametri di processo per ridurre gli scarti di produzione;

• Incenerimento dei rifiuti non pericolosi in caldaie ausiliarie al processo; • Separazione alla fonte di rifiuti al fine di agevolare il recupero;

• Trattamento delle acque con flottatore per il recupero di fibre e cariche; • Pre-trattamento delle acque reflue in depuratore biologico anaerobico; • Recupero e riutilizzo delle acque di patinatura, anche attraverso il ricorso

all’ultrafiltrazione;

• Trattamento e disidratazione dei fanghi; • Recupero energetico dei fanghi.

I fanghi di depurazione, che presentano in genere un basso contenuto di metalli e di altri composti pericolosi, possono essere termovalorizzati utilizzandolo nell’impianto termico asservito alla cartiera, con il doppio vantaggio di ridurre il consumo di combustibili d’origine fossile e di ridurre il volume dei rifiuti da smaltire. In questo caso le biomasse possono essere bruciate in apposite caldaie oppure, dove è impiegato combustibile solido, negli stessi bruciatori opportunamente adattati.

Due sono le principali tecniche impiegabili:

1. Gassificazione: tecnologia ancora in fase sperimentale ottimale per impianti di taglia medio-piccola. E’ un processo di trasformazione termochimica durante il quale la biomassa solida viene trasformata in biogas. Lo svantaggio consiste nel fatto che il gassificatore deve elaborare sempre biomassa della stessa qualità per la quale è stato progettato, pena la produzione di biogas con qualità inferiore.

2. Pirogassificazione: è un sistema costituito da una sezione di pre-trattamento biomassa, da un reattore di pirogassificazione, da una sezione di

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produzione di energia elettrica e calore con microturbine a gas. La spinta del sistema permette il recupero del calore prodotto direttamente nella sezione di pre-trattamento della biomassa e permettendo la realizzazione di un’area per la produzione di energia elettrica da biomassa a elevata efficienza. La piccola taglia (400-500 kg/h di biomassa; 400 kWel) e l’indipendenza termica del sistema lo rendono particolarmente interessante. Il reattore permette una flessibilità nel controllo del processo di valorizzazione energetica ampliando le tipologie di combustibile utilizzabili, rispetto ai sistemi di sola pirolisi o di sola gassificazione.

Figura 4.5: Tipologie di rifiuti in percentuale prodotti in media da una cartiera (Fonte Rapporto Ambientale “Assocarta”, 2006)